Elektrolitlar nima

Elektrolit — modda bo‘lib, u elektr tokini dissotsiatsiyalanish natijasida ionlarga ajralish hisobiga (bu eritmalarda va suyuqlanmalarda sodir bo‘ladi) yoki qattiq elektrolitlarning kristall panjaralarida ionlar harakatlanishi hisobiga o‘tkazadi. Elektrolitlarga kislotalar, tuzlar, asoslar va ayrim kristallar (masalan, kumush yodid, sirkoniy dioksid) misol bo‘la oladi. Elektrolitlar — ikkinchi turdagi o‘tkazgichlar bo‘lib, ularning elektr o‘tkazuvchanligi musbat yoki manfiy zaryadlangan ionlarning harakatchanligi bilan bog‘liq.

Dissotsiatsiyalanish darajasi

Elektrolit eritmasi yoki suyuqlanmasida molekulalarning ionlarga ajralish jarayoni elektrolitik dissotsiatsiya deb ataladi. Ayni paytda elektrolitda ionlarning birikib, molekulalar hosil qilish (assotsiatsiya) jarayoni ham kechadi. Tashqi sharoitlar (harorat, konsentratsiya va boshqalar) o‘zgarmaganda, bu jarayonlar o‘rtasida dinamik muvozanat yuzaga keladi. Shu sababli elektrolit tarkibidagi modda molekulalarining muayyan qismi dissotsiatsiyalangan holatda bo‘ladi. Elektrolitik dissotsiatsiyani miqdoriy tavsiflash uchun dissotsiatsiyalanish darajasi tushunchasi kiritilgan.

Tasniflanishi

Dissotsiatsiyalanish darajasiga ko‘ra barcha elektrolitlar ikki guruhga bo‘linadi:

Kuchli elektrolitlar — eritmalarda dissotsiatsiyalanish darajasi birga teng (ya’ni to‘liq dissotsiatsiyalanadigan) va eritma konsentratsiyasiga bog‘liq bo‘lmagan elektrolitlardir. Ularga tuzlarning va ishqorlarning aksariyati, shuningdek, ayrim kislotalar (masalan, HCl, HBr, HI, HNO_3,H₂SO₄).
Kuchsiz elektrolitlar — dissotsiatsiyalanish darajasi birdan kichik (ya’ni to‘liq dissotsiatsiyalanmaydi) bo‘lib, konsentratsiya ortishi bilan kamayadigan elektrolitlardir. Ularga suv, ayrim kislotalar (masalan, HF kabi kuchsiz kislotalar), shuningdek, p-, d- va f-elementlarning asoslari.

Bu ikki guruh o‘rtasida qat’iy chegara yo‘q: bir moddaning o‘zi bir erituvchida kuchli elektrolit, boshqasida esa kuchsiz elektrolit xossalarini namoyon qilishi mumkin.

Atamaning qo‘llanilishi

Tabiiy fanlarda

«elektrolit» atamasi biologiya va tibbiyotda keng qo‘llaniladi. Ko‘pincha turli ionlar mavjud bo‘lgan suvli eritma tushuniladi (masalan, «elektrolitlarning ichakda so‘rilishi»).

Texnikada

«elektrolit» so‘zi fan va texnikada keng qo‘llaniladi; uning ma’nosi turli sohalarda bir-biridan farq qilishi mumkin.

Elektrokimyoda

Ko‘p komponentli eritma elektrocho‘ktirish usulida metallarni qoplash, sirtni o‘yish va boshqa jarayonlar uchun qo‘llaniladi (texnik atama, masalan, oltin qoplash elektroliti).

Tok manbalarida

Elektrolitlar kimyoviy tok manbalarining — galvanik elementlar va akkumulyatorlarning muhim tarkibiy qismidir. Elektrolit elektrodlar bilan kechadigan oksidlanish va qaytarilish reaksiyalarida ishtirok etadi, natijada elektr yurituvchi kuch (EYuK) hosil bo‘ladi. Tok manbalarida elektrolit suyuq holatda (odatda, suvli eritma shaklida) yoki quyuqlashtirilib, gel holatida.

Elektrolitik kondensator

Elektrolitik kondensatorlarda qoplamalardan biri vazifasini elektrolit bajaradi. Ikkinchi qoplama sifatida metall folga (alyuminiy) yoki metall kukunlarini pishirib biriktirish orqali hosil qilingan g‘ovak blok (tantal, niobiy) qo‘llaniladi. Bunday kondensatorlarda dielektrik vazifasini metall qoplama yuzasida kimyoviy usullar bilan hosil qilingan, shu metallning o‘z oksididan iborat qatlam bajaradi.

Boshqa turlardan farqli ravishda, ushbu turdagi kondensatorlar bir nechta o‘ziga xos xususiyatlarga ega:

hajm va massa birligiga nisbatan yuqori solishtirma sig‘im;
doimiy kuchlanishli zanjirlarda ulash qutbliligiga rioya qilish zarurati. Qutblilikka rioya qilinmasa, elektrolit shiddat bilan qaynab, kondensator korpusining mexanik yemirilishiga (portlashiga) olib keladi;
sezilarli sizib o‘tish toki va elektr sig‘imining haroratga bog‘liqligi;
ishchi chastotalar diapazonining yuqoridan cheklanganligi (nominal sig‘im va ishlab chiqarish texnologiyasiga qarab, odatiy qiymatlar yuzlab кГц dan o‘nlab МГц gacha).

Elektrolitlardagi faolliklar

Alohida i-chi ionning kimyoviy potensiali quyidagicha ifodalanadi: $μ_{i} = μ_{i}^{0} + R T l n a_{i},$ bunda $a_{i}$ — eritmadagi i-chi ionning faolligi.

Butun elektrolit uchun quyidagiga ega bo‘lamiz:

$μ_{e l} = \sum_{i} v_{i} μ_{i} = v_{+} μ_{M^{+}} + v_{-} μ_{A^{-}} = v_{+} (μ_{+}^{0} + R T l n a_{M^{+}}) + v_{-} (μ_{-}^{0} + R T l n a_{A^{-}}) =$

$= (v_{+} μ_{+}^{0} + v_{-} μ_{-}^{0}) + R T l n (a_{M^{+}}^{v^{-}} \cdot a_{A^{-}}^{v^{-}}) = μ_{0} + R T l n a,$ bunda $a$ — elektrolitning faolligi; $v_{i}$ — stexiometrik sonlar.

Shunday qilib, quyidagi ifodani olamiz:

$a = a_{+}^{v^{+}} \cdot a_{-}^{v^{-}} .$

Ionning o‘rtacha faolligi quyidagiga teng:

$a_{\pm} = {[a_{+}^{v^{+}} \cdot a_{-}^{v^{-}}]}^{\frac{1}{v_{+} + v_{-}}} .$

Bir valentli kation va bir valentli aniondan tashkil topgan elektrolit uchun $v_{+} = v_{-} = 1$ va $a_{\pm} = \sqrt{a_{+} \cdot a_{-}},$ ya’ni $a_{\pm}$ alohida ionlar faolliklarining geometrik o‘rtachasidir.

Elektrolit eritmalarini qo‘shishda molyal (m) konsentratsiyadan foydalanish qabul qilingan (suyultirilgan suvli eritmalar uchun m (моль/кг hisobida) son jihatdan с (molyar konsentratsiya, моль/л hisobida) ga yaqin). Demak, $a_{i} = γ_{i} m_{i},$ bunda $γ_{i}$ — i-chi ionning faollik koeffitsiyenti.

Adabiyotlar

Kistyakovskiy V. A. Elektrolit // Brokgauz va Yefron ensiklopedik lug‘ati : 86 jildda (82 jild va 4 qo‘shimcha jild). — Sankt-Peterburg, 1890—1907.
Elektrolitlar // Katta Rossiya ensiklopediyasi : [35 jildda] / bosh muharrir Yu. S. Osipov. — Moskva : Katta Rossiya ensiklopediyasi, 2004—2017.

Havolalar

«Elektrolitlar» — Kichik sovet ensiklopediyasidagi maqola; 2-nashr; 1937—1947-yillar.
Elektrolitlar — Katta sovet ensiklopediyasidagi maqola.